ЭкоЦентр "Экосистема" разработал более 140 методических материалов по изучению природы: Полевые определители для смартфонов и планшетов Много наших приложений на Play.Google и в AppStore Определители для PC Голоса птиц Методики исследований Учебные видеофильмы Определительные таблицы Карманные определители Всё это можно приобрести в нашем некоммерческом Интернет-магазине

Сравнительная характеристика макрозообентоса в озёрах различного происхождения

© Смирнова Е.С., Новочебоксарск, 2006

Научный руководитель: Владимирова Т. Г.

Данная исследовательская работа выполнена в рамках программы
Школы Дикой Природы ®
(Биостанция, оз. М. Лебединое, Чувашия, 2006 г.)

Введение

Зообентос — это совокупность беспозвоночных животных, которые населяют дно водоёмов, водную растительность, и другие субстраты. Наиболее крупных представителей бентоса с размером более 2 мм называют макрозообентосом. Многие из этих организмов могут обитать и в толще воды.

В функциональном отношении макрозообентос является важной частью гетеротрофного компонентом водных экосистем. Он участвует в трансформации органического вещества, поэтому сохранение видового состава этой группы организмов является наиболее надёжным способом сохранения исходного качества среды и здоровья экосистемы, а любые изменения в его составе свидетельствуют об изменениях в экосистеме. Поэтому макрозообентос используется в биоиндикации, при загрязнениях водных экосистем.

Загрязнения водной среды очень опасны т.к.:

• 1. Вода — хороший растворитель для многих поллютантов.
• 2. Гомогенность водной среды способствует распространению загрязняющих веществ на всех гидробионтов, что может привести к накоплению ядов в пищевой цепи.
• 3. Загрязнение вод часто приводит к нарушению кислородного баланса, что вызывает массовый замор гидробионтов.

По мнению ряда специалистов, макрозообентос, как долгоживущий и стационарный компонент гидробиоценоза, наиболее точно отражает степень загрязнения, особенно хронического. С помощью макрозообентоса в настоящее время определяют актуальное в некоторых регионах закисление вод. Для определения химического состава воды и видов поллютантов можно использовать специальные приборы, их преимущество заключается в определении точных концентраций и быстроте получения результатов.

Но приборные методы имеют свои недостатки:

• 1. Невозможность точной оценки степени опасности полученных концентраций для водных организмов и человека.
• 2. Они не учитывают возможного взаимодействия различных поллютантов между собой.
• 3. Приборные методы дают оценку состояния воды только на момент отбора пробы, не учитывая ранее происшедшие воздействия.
• 4. Сложность и дороговизна, часто недоступность.

В то же время исследования макрозообентоса не могут дать точных данных о концентрациях и конкретных наименованиях ядов, зато позволяют получить комплексную оценку, и действенны в том случае, когда источник загрязнения имеет переменную мощность или непостоянный хим. состав, а также биологические методы довольно дёшевы и не требуют специального оборудования.

Исследование бентосных организмов в исследованных водоёмах, по словам Кирилловой В. И. (доцент кафедры зоологи и экологии ЧГПУ им. Яковлева), не проводилось. Поэтому исследования в этом направлении считаются актуальными.

Цель нашей работы: изучить макрозообентос некоторых озёр чувашского Заволжья и дать экологическую оценку качества воды.

Задачи:

1. Выявить состав макрозообентоса исследованных озёр.

2. Провести сравнительный анализ состава макрозообентоса и выявить имеющиеся закономерности.

3. Дать оценку качества воды с помощью биоиндикации на основе макрозообентоса.

Материал и методика

Место и время исследований. Работа проводилась в летний полевой сезон 2006 года с 12 по 26 июля в рамках детского полевого лагеря «Школа Дикой Природы» на территории Заволжского физико-географического района Сосновского лесничества Чебоксарского лесхоза (в случае оз. Когояры — на территории Северного лесничества) в южно-таёжную зону по лесному районированию.

Сбор материала проводился с помощью гидробиологического скребка длиной 2 м, сачком из мелкоячеистого тюля с диаметром ячеи 1 мм. При взятии пробы скребком срезался верхний плодородный слой грунта вместе с находящимися в нём живыми организмами, также подводные камни и коряги, выдирались с корнём водные растения.

В каждом водоёме проводилось фиксированное количество проб (по 8), с поправками на размеры озера (на озере Когояры взято 12 проб, что связано с его большими размерами). После извлечения грунта из воды он сразу же промывался в сачке с целью отсеивания мелких частиц. Затем оставшееся разбиралось, и при этом вылавливались нужные организмы, которые сразу подразделялись на трофические группы и, исходя из этого, рассаживались в отдельные склянки.

Далее организмы определялись до семейства (в редких случаях и далее) по М. В. Чертопруду (1999), школьному атласу-определителю Г. Н. Горностаева (1970).

Оценка качества воды. Оценка качества воды производилась по индексам Вудивисса и Майера.

1. Индекс Вудивисса. Был взят из пособия «Методы биологических и экологических исследований в работе с учащимися» Егорова Л. В. Этот индекс является общепринятым и давно используется, был адаптирован к Европейской части России, как для стоячих, так и для текучих водоёмов. Основан на подсчёте групп зообентосных животных, на наличие индикаторных организмов в водоёме и дальнейшем сопоставлении этих данных. Данный индекс показывает качество воды в баллах.

2. Индекс Майера взят нами из Интернета и является менее распространённым, вследствие чего мы опишем его. Преимущества: не требуется определять беспозвоночных даже до рода; методика приемлема для любых типов водоёмов. Метод использует приуроченность различных групп водных беспозвоночных к водоёмам с определённым уровнем загрязнённости. Организмы-индикаторы относятся к одному из трёх разделов:

Нужно отметить, какие из приведённых в таблице индикаторных групп обнаружены в пробах. Кол-во обнаруженных групп из 1-ого раздела надо умножить на 3, из 2-ого раздела – на 2, из третьего - на 1. Получившиеся числа складывают. Значение суммы характеризует степень загрязнённости водоёма. Если сумма более 22, вода относится к первому классу качества, значение суммы от 17 до 21 говорит о втором классе (как и в первом случае водоём будет охарактеризован как олигосапробный), от 11 до 16 баллов - третий класс качества (бета-мезосапробная зона), все значения меньше 11 показывают водоём как грязный (альфа-мезосапробный или же полисапробный).

Описание обследованных водоемов

Флористический состав исследованных озёр

Оз. Гнилое (Безымянное)

• Гидрофиты: кувшинка чисто-белая, кубышка жёлтая, пузырчатка малая.
• Гелофиты: камыш укореняющийся, рогоз широколиственный, тростник южный, ежеголовник простой.
• Гигрогелофиты: осока круглолистная, сабельник болотный, болотница болотная, осока-sp-1, осока sp-2, белокрыльник болотный.
• Гигрофиты: ситник развесистый.
• Гигромезофиты: вейник сероватый.
• Земноводные растения: горец земноводный.

Оз. Большое Лебединое

• Гидрофиты: кувшинка чисто-белая, кубышка жёлтая, пузырчатка малая, пузырчатка обыкновенная, рдест плавающий.
• Гелофиты: камыш озёрный, камыш укореняющийся, рогоз широколиственный.
• Гигрогелофиты: осока пузырчатая, осока вздутая, сабельник болотный.
• Гигрофиты: ситник развесистый, ситник сплюснутый.
• Гигромезофиты: вейник сеющийся.
• Земноводные растения: горец земноводный.

Оз. Малое Лебединое

• Гидрофиты: кувшинка чисто-белая, кубышка жёлтая, пузырчатка малая, пузырчатка средняя, рдест плавающий.
• Гелофиты: камыш озёрный, камыш укореняющийся.
• Гигрогелофиты: осока водная, осока пузырчатая, белокрыльник болотный, сабельник болотный.
• Гигрофиты: ситник скученный.
• Гигромезофиты: вейник седеющий.
• Земноводные растения: горец земноводный.

Оз. Когояры

• Гидрофиты: кувшинка чисто-белая, кубышка жёлтая, пузырчатка малая, рдест плавающий, рдест блестящий, роголистник тёмно-зелёный, ряска малая.
• Гелофиты: стрелолист стрелолистный, ежеголовник простой, тростник южный, камыш озёрный, камыш укореняющийся, хвощ приречный.
• Гигрогелофиты: осока пузырчатая, осока sp, белокрыльник болотный.
• Гигрофиты: -
• Гигромезофиты: -
• Земноводные растения: -

Оз. Изьяры

• Гидрофиты: рдест плавающий, пузырчатка малая.
• Гелофиты: камыш укореняющийся.
• Гигрогелофиты: сока пузырчатая, сабельник болотный, болотица иглистая.
• Гигромезофиты: вейник седеющий.
• Земноводные растения: горец земноводный.
• Данные по флористическому составу предоставлены нам Лукичёвой Н. А., Ивановой Е. В.

Морфологические параметры озёр

Данные о морфологических параметрах озёр предоставлены нам Ширшовым А. А. и Шиверталовым Р.

Результаты исследований

Всего нами было обследовано 5 озёр, находящихся на различной стадии сукцессии.

Во всех обследованных озёрах макрозообентосные организмы в основном представлены типом членистоногие (60-96%). Ещё один тип, встречающийся везде — кольчатые черви, но особи этого типа очень малочисленны: их процент от общего числа встреченных организмов не превышает 16%. На Когоярах были встречены животные, относящиеся к типу моллюски, отсутствующие в других водоёмах (диаграмма №5).

Обнаружены в пробах, взятых у берега, где субстрат состоит из древесного опада, сформировавшегося из листвы ольхи серой, берёзы повислой а также ив. Мощность сапропелевого слоя в местах обнаружения моллюсков очень мала, так что данный субстрат не создаёт условий для засорения фильтровального аппарата двустворчатых в силу своей крупной консистенции. В других же озёрах подобных условий не сформировалось.

Тип кольчатые черви представлен различными типами олигохет и пиявок, присутствующих в малом количестве повсеместно.

Из типа членистоногие преобладающим классом во всех озёрах являются насекомые (ниже они рассмотрены отдельно; диаграммы №6-9). Особый интерес представляют водяные ослики, входящие в класс ракообразные, обнаружены в Когоярах и Изьярах. В последнем озере встречены представители класса ракообразные — это водяные клещи. А теперь уделим особое внимание классу насекомые, ввиду их широкого распространения.

Вычисления показали, что преобладающим отрядом во всех водоёмах является отряд двукрылые (36%-86%; диаграммы №6-10), среди них преобладают личинки комара-звонца. Их обилие объясняется рядом особенностей внутреннего строения личинок (интенсивная окраска оттенков красного-это следствие содержания в их крови гемоглобина, физиологическая функция которого — транспорт кислорода, что служит дополнением к жаберному дыханию и позволяет данным личинкам выживать в водоёмах с сильно пониженным концентрацией кислорода в воде). Т. е. мотыль является эврибионтом, и его высокая численность не может являться индикаторной характеристикой. Процентное содержание личинок комара-звонца составляет от 36% в Когоярах до 86% в Изяьрах. Наименьшее кол-во мотыля в озере Когояры объясняется его низкой степенью зарастания и большими размерами, вследствие чего содержание кислорода в воде достаточно для развития в большем кол-ве иных, менее эврибионтных форм макрозообентоса. Наибольшее кол-во личинок комара-звонца наблюдается на оз. Изьяры, которое можно отнести к ещё менее заросшим водоёмам, чем предыдущее. В этом случае повышенное кол-во мотыля объясняется сильной рекреационной нагрузкой: т.к. данное озеро является местом массового отдыха, по всему периметру ежегодно надстраиваются бревенчатые мостки для схода в воду, в результате на всей мелководной зоне происходит накопление разлагающийся древесины в большом количестве (в настоящее время достоверно известно, что в водоёмах, по которым ведётся сплав древесины или её накопление на дне по иным причинам, наблюдается общее обеднение фауны гидробионтов и значительное изменение хим. состава воды). Т.е. преобладание мотыля и низкое разнообразие других организмов в этом случае является следствием антропогенной нагрузки. В остальных озёрах содержание мотыля сходно, но также превышено, что естественно для водоёмов, находящихся на последних стадиях зарастания и с большой мощностью сапропелевого слоя, каковыми и являются озёра Гнилое, М. Лебединое и Б. Лебединое.

Следующая преобладающая группа — личинки стрекоз. Они встречаются в каждом водоёме, их процентное содержание разниться от 6% в оз. Гнилое до 30% в оз. Когояры (диаграммы №6-10), но зависит оно исключительно от типа питания (все личинки стрекоз — хищники), закономерностей связанных с особенностями водоёмов не наблюдается. Таким образом, отряд стрекозы нельзя отнести к достоверно индикаторным организмам, что совпадает с литературными данными.

Почти повсеместно распространены животные из отрядов водные жуки и клопы, которые индикаторны относительно степени зарастания водоёма настоящей водной растительностью: особенности питания и размножения позволяют данным животным обитать только в водоёмах с хорошо развитой высшей водной растительностью, что и наблюдается в нашем случае (Гнилое, М. Лебединое, Б. Лебединое).

Наиболее чувствительными к органическому загрязнению являются личинки подёнок, очень распространённые в Когоярах, н6аименее загрязнённом органикой.

Оценка качества воды

По организмам макрозообентоса в обследованных озёрах был вычислен биотический индекс Майера. Были получены следующие результаты:

Как видно из таблицы, класс качества и сапробность сходны, что связано с нахождением озёр в одной местности и с тем, что эти озёра не испытывают сильной антропогенной нагрузки и влияния других факторов одинакова, поэтому изначально подразумевается, что общем, на среднем уровне, при детальном сравнении озёр именно между собой, выявляются мелкие различия, не имеющие большого веса, не отражающиеся в общей шкале. Тем не менее, в таких случаях можно руководствоваться самими числовыми значениями индекса, что и будет сделано ниже. Чем выше значение индекса, тем меньше содержание органики в воде и наоборот. У нас имеется 5 значений: 14, 11, 11, 16, 12; наименьшее из них — 11, принадлежит озёрам Малое и Большое.

Лебединое, которые находятся на одной стадии зарастания, очень сходны по флористическому составу и мощности сапропелевого слоя, который очень мощный, намного мощнее, чем в остальных обследованных водоёмах. Следующий показатель — 12, чуть выше, но он соответствуют озёру Изьяры с малой толщиной сапропеля, но зато оно испытывает антропогенную нагрузку, что может занижать значение индекса. Показатель для оз. Гнилое — 14, это среднее значение, больше тяготеющее к олигосапробной зоне, что совершенно не соответствует этому водоёму, с большими накоплениями сапропеля, но оно имеет глубоководную зону и совсем недавно в нём произошёл прорыв подземных родников, что временно увеличило концентрацию растворённого кислорода в воде и это завысило значение индекса. Показатель 16 — соответствует озеру Когояры, значение тяготеет к олигосапробной зоне, что абсолютно нормально для Когояров с малым количеством сапропеля.

Выводы

1. По составу макрозообентоса обследованные озёра мало отличаются друг от друга.

2. Сравнительный анализ состава макрозообентоса и выявленные закономерности представлены в работе.

3. во всех озёрах качество воды III класса, что соответствует умеренному загрязнению воды органикой.